Báo cáo-thông điệp Sử dụng năng lượng mặt trời trên trái đất

bức xạ nhiệt

Để ước tính sự sinh nhiệt do sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ, cần phải biết sự phân bố của chúng trên Trái đất. Thông tin như vậy hiện không có sẵn. Khi đánh giá, vật chất của Trái đất thường được đồng nhất với vật chất của thiên thạch (coi vật chất sau này là vật chất ban đầu, vật chất tiền hành tinh). Lớp phủ của Trái đất được ghi nhận là có tác dụng giải phóng nhiệt sinh phóng xạ, đặc trưng của chondrit; lõi - đặc trưng của thiên thạch sắt.

Sự phát nhiệt hiện đại trong khuôn khổ của một mô hình như vậy được ước tính theo W_C = 2.3 • 102 cal / năm ~ 1021 J / năm.

Nhiệt này cung cấp dòng chảy

phù hợp với thông lượng nhiệt hiện đại của Trái đất. Do đó, theo những ước tính này, sự sinh nhiệt do phóng xạ hiện nay bao gồm những tổn thất nhiệt hiện tại từ bề mặt Trái đất.

Trước đây, nhiệt sinh ra do phóng xạ cao hơn, do nồng độ của các nguyên tố phóng xạ thay đổi theo quy luật

ở đâu W_Q — sự sinh nhiệt vào thời kỳ đầu của lịch sử Trái đất; A-1 ~ 2,6 Ga.

W_Q có thể được tính là W_Q = W_T e, trong đó m = 4,6 tỷ năm là tuổi của Trái đất. Dựa trên chu kỳ bán rã của các nguyên tố chính, có thể ước tính rằng W_Q = (5—6) W_C.

Các ước tính sau về giải phóng nhiệt cho các thiên thạch thường được sử dụng:

• • chondrites R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \ u003d 1.7 • 1 (G8 W / m3.
• • thiên thạch sắt R ~ 3 • 1 (Г18 cal / cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W / m3. Các nguồn phóng xạ tồn tại lâu dài chính là uranium, kali và thorium. Dữ liệu về sự tỏa nhiệt của uranium U và kali K được trình bày trong Bảng 1.1 và 6,3 Đối với chu kỳ bán rã Th - 13,9 tỷ năm, sinh nhiệt - 2,7 • KG5 W / kg.

Tổng nhiệt lượng tỏa ra trong toàn bộ lịch sử Trái đất là

Theo phương trình (6.9), năng lượng này có thể đốt nóng Trái đất đến nhiệt độ AT ~ 1700 ° C.

Một số nhà nghiên cứu tin rằng (ví dụ, Bolt, 1984) rằng cũng cần tính đến sự đóng góp của các nguyên tố phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn, có thể khá đáng kể và làm nóng thêm vài trăm độ. Dữ liệu về chu kỳ bán rã của một số nguyên tố có tuổi thọ ngắn được đưa ra trong Bảng. 6.5.

Phương pháp nhiệt sinh phóng xạ được mô tả là một ước tính. Câu hỏi đặt ra là hợp lý đến mức nào khi các thiên thạch hiện đại phát sinh trong vành đai giữa Sao Hỏa và Sao Mộc và đã trải qua một chặng đường phát triển lâu dài và khó khăn đã phản ánh đúng hàm lượng của các nguyên tố phóng xạ trong vỏ Trái đất.

Chu kỳ bán rã của một số nguyên tố tồn tại trong thời gian ngắn

Thành phần	Half life T{/2, tỷ năm
A126	0,73
C136	0,3
Fe60	0,3

không được giải quyết đầy đủ, nhưng hầu hết các nhà nghiên cứu tuân thủ quan điểm này.

Do đó, sự đóng góp của sự biến đổi phóng xạ thành năng lượng của Trái đất là rất đáng kể và có lẽ, có một giá trị chi phối.

Tuy nhiên, có những ước tính (ví dụ, Sorokhtin, Ushakov, 2002), theo đó một nguồn phóng xạ có tầm quan trọng ít hơn nhiều đối với năng lượng của Trái đất. E \ u003d 0,43 * 1031 J.

Hệ thống sưởi nhà bằng địa nhiệt

Sơ đồ sưởi ấm địa nhiệt

Đầu tiên bạn cần hiểu các nguyên tắc thu được nhiệt năng. Chúng dựa trên sự gia tăng nhiệt độ khi bạn đi sâu hơn vào trái đất. Thoạt nhìn, sự gia tăng mức độ sưởi ấm là không đáng kể. Nhưng nhờ sự ra đời của các công nghệ mới, việc sưởi ấm một ngôi nhà bằng sức nóng của trái đất đã trở thành hiện thực.

Điều kiện chính để tổ chức gia nhiệt địa nhiệt là nhiệt độ ít nhất là 6 ° C. Điều này đặc trưng cho các lớp đất trung bình và sâu và các hồ chứa. Loại sau phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ bên ngoài nên ít được sử dụng. Làm thế nào bạn có thể tổ chức thực tế việc sưởi ấm ngôi nhà bằng năng lượng của trái đất?

Để làm được điều này, cần phải tạo ra 3 mạch chứa đầy chất lỏng với các đặc tính kỹ thuật khác nhau:

• Bên ngoài. Nó thường xuyên lưu thông chất chống đông.Sự gia nhiệt của nó đến nhiệt độ không thấp hơn 6 ° C xảy ra do năng lượng của trái đất;
• Bơm nhiệt. Không có nó, việc sưởi ấm từ năng lượng của trái đất là không thể. Chất mang nhiệt từ mạch ngoài truyền năng lượng của nó sang chất làm lạnh bằng bộ trao đổi nhiệt. Nhiệt độ bay hơi của nó nhỏ hơn 6 ° С. Sau đó, nó đi vào máy nén, tại đây, sau khi nén, nhiệt độ tăng lên 70 ° C;
• Đường viền bên trong. Theo một sơ đồ tương tự, nhiệt được truyền từ chất làm lạnh nén sang nước trong hệ thống khắc phục. Do đó, quá trình sưởi ấm từ ruột trái đất xảy ra với chi phí tối thiểu.

Mặc dù có những ưu điểm rõ ràng, nhưng rất hiếm để tìm thấy những hệ thống như vậy. Điều này là do chi phí mua thiết bị và tổ chức mạch lấy nhiệt bên ngoài cao.

Tốt nhất là giao việc tính toán nhiệt từ nhiệt của trái đất cho các chuyên gia. Hiệu quả của toàn bộ hệ thống sẽ phụ thuộc vào tính đúng đắn của các phép tính.

Năng lượng vũ trụ và hành tinh.

Âm và Dương là hai năng lượng vũ trụ. Vô số dòng chảy giống như xoáy hình khuyên xuyên qua không gian, đi qua hành tinh nhỏ của chúng ta. Tại thời điểm đi qua thiên thể của hành tinh, dòng chuyển đổi dấu hiệu của nó thành ngược lại, đó là dòng YANG đi vào Trái đất, và dòng YIN rời đi (Hình 1.2). Nó thậm chí còn đúng hơn khi nói rằng chúng ta đang nói không phải về hai, mà là về một năng lượng. Đi qua cơ thể của hành tinh, dòng Dương cung cấp cho nó thành phần hoạt động của nó và tại điểm thoát ra, một loại dòng chảy thiếu năng lượng được hình thành. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, chúng ta đã quen nhìn mọi thứ trong hai màu, trong tính hai mặt của các khái niệm, và chúng ta dễ vận hành với các khái niệm YIN và YANG hơn là với các khái niệm về sự hiện diện và không có năng lượng. Vì có vô số dòng chảy có cường độ khác nhau, ở một nơi sẽ có cả dòng chảy YANG đến từ phía trên và dòng chảy YIN đến từ phía dưới (Hình 1.3).

Và những dòng chảy vũ trụ này có liên quan gì đến một người bình thường? Bạn phải khó chịu. Ở cấp độ phát triển của nhận thức và năng lượng mà chúng ta đang có, chúng ta không tương tác với các dòng chảy vũ trụ ban đầu. Hơn thế nữa. Nếu không có sự tái cấu trúc toàn bộ bản chất của con người, nỗ lực khai thông những dòng suối này sẽ hủy hoại con người cùng một cách dễ dàng mà axit clohydric sẽ ăn mòn hệ thống ống nước, nếu ai đó muốn bơm nó thay vì nước. Không có nhiều người trong lịch sử văn minh có thể hòa nhập với dòng vũ trụ, phần lớn họ được biết đến nhiều: Moses, Đức Phật, Chúa Kitô, Muhammad, một số nhà tiên tri và thiền sinh khác.

Nếu chúng ta chưa phấn đấu để thực hiện vai trò của Đức Phật, chúng ta không vội vàng mở ra những dòng chảy nguyên thủy, để có ý thức đi trên con đường hoàn thiện, chúng ta cần tìm ra cơ chế hình thành bốn năng lượng hành tinh từ hai năng lượng ban đầu, nhưng chúng ta không thể tiếp cận được, năng lượng YIN-YANG: “Không khí - Đất - Lửa - Nước”. Dòng "nóng" Yang, đi vào bầu khí quyển của hành tinh, tương tác với dòng "lạnh" YIN từ bên dưới bốc lên và được chuyển hóa thành năng lượng của Không khí. Đến lượt mình, dòng chảy YIN-sky "lạnh" đi lên, trộn với dòng YANG-sky "nóng" đi xuống, tạo ra năng lượng của Trái đất. Chúng ta sẽ gọi một cách có điều kiện là cặp Năng lượng Không-Trái đất (liên quan đến một người).

Mức độ biến đổi tiếp theo có liên quan trực tiếp
với những sinh vật sống trên hành tinh của chúng ta. Năng lượng không khí
được chuyển đổi bởi các sinh vật thành năng lượng của Lửa, và năng lượng
Đất đến Nước. Một cặp "Lửa - Nước" chúng ta sẽ gọi là nội (theo
quan hệ với con người) năng lượng. Nếu bạn sắp xếp các năng lượng
nguyên lý nóng - lạnh, sau đó chúng tôi nhận được mô hình sau:
vũ trụ YANG - Không khí - Lửa và Nước - Đất - vũ trụ
YIN (Hình 1.4). Như bạn có thể thấy, các luồng này chỉ khác nhau
tỷ lệ của thành phần nóng - lạnh, có thể được hiển thị
trên đơn nguyên (Hình 1.5), nơi bên ngoài
năng lượng và theo phương ngang - bên trong.

Chúng ta hãy đồng ý ngay rằng năng lượng hành tinh "Đất", "Nước", "Lửa" và "Không khí" và trái đất chúng ta bước đi, nước chúng ta uống, lửa chúng ta đun nấu và không khí chúng ta hít thở là không giống nhau. Không có tên riêng cho năng lượng hành tinh trong ngôn ngữ của chúng ta. Chúng ta phải sử dụng phép loại suy. Nói một cách chính xác, các thuật ngữ trên có nghĩa là: năng lượng lạnh và trơ như đất, mát và lỏng như nước, nóng và hoạt động như lửa, hiếm và dễ bay hơi như không khí. Để đơn giản, khi chúng ta viết Air với một chữ cái viết hoa, chúng ta có nghĩa là năng lượng, khi không khí, sau đó là hỗn hợp các chất khí mà chúng ta hít thở.

Tất cả năng lượng hành tinh đều liên quan trực tiếp đến con người. Năng lượng bên ngoài trong cơ thể con người có điểm đi vào riêng của họ, năng lượng bên trong có vị trí riêng của họ tại chỗ trong cơ thể. Sơ đồ gần đúng về hoạt động của các năng lượng như sau. Năng lượng của Trái đất đi vào cơ thể qua bàn chân và chuyển hóa thành Nước ở vùng xương chậu (Hình 1.6). Hãy gọi khu vực chuyển hóa năng lượng Nước là “vạc dưới”, chiếm khoảng cách từ đáy chậu đến bụng trên (Hình 1.7).

Các tùy chọn để bố trí hệ thống sưởi địa nhiệt

Phương pháp sắp xếp đường bao bên ngoài

Để năng lượng của trái đất làm nóng ngôi nhà được sử dụng nhiều nhất có thể, bạn cần chọn mạch điện phù hợp với mạch ngoài. Trên thực tế, bất kỳ phương tiện nào cũng có thể là nguồn nhiệt năng - dưới đất, nước hoặc không khí.

Nhưng điều quan trọng là phải tính đến sự thay đổi theo mùa của điều kiện thời tiết, như đã thảo luận ở trên.

Hiện nay, có hai loại hệ thống phổ biến được sử dụng hiệu quả để sưởi ấm một ngôi nhà do sức nóng của trái đất - theo phương ngang và phương thẳng đứng. Yếu tố lựa chọn quan trọng chính là diện tích khu đất. Việc bố trí các đường ống để sưởi ấm ngôi nhà bằng năng lượng của đất phụ thuộc vào điều này.

Ngoài ra, các yếu tố sau được tính đến:

• Thành phần đất. Ở những vùng đất đá, nhiều mùn khó làm trục đứng để đặt đường cao tốc;
• mức độ đóng băng của đất. Anh ta sẽ xác định độ sâu tối ưu của các đường ống;
• Vị trí của nước ngầm. Chúng càng cao thì càng tốt cho việc sưởi ấm bằng địa nhiệt. Trong trường hợp này, nhiệt độ sẽ tăng theo độ sâu, đây là điều kiện tối ưu để sưởi ấm từ năng lượng của trái đất.

Bạn cũng cần biết về khả năng chuyển ngược năng lượng vào mùa hè. Khi đó hệ thống sưởi của ngôi nhà riêng từ mặt đất sẽ không hoạt động, và nhiệt thừa sẽ truyền từ nhà vào đất. Tất cả các hệ thống lạnh đều hoạt động trên cùng một nguyên lý. Nhưng đối với điều này, bạn cần phải cài đặt thiết bị bổ sung.

Không thể lập kế hoạch lắp đặt một mạch bên ngoài xa nhà. Điều này sẽ làm tăng thất thoát nhiệt trong quá trình sưởi ấm từ ruột trái đất.

Sơ đồ sưởi ấm địa nhiệt ngang

Sắp xếp theo chiều ngang của ống bên ngoài

Cách phổ biến nhất để lắp đặt đường cao tốc ngoài trời. Nó thuận tiện cho việc lắp đặt dễ dàng và khả năng thay thế tương đối nhanh chóng các đoạn đường ống bị lỗi.

Để lắp đặt theo sơ đồ này, một hệ thống thu gom được sử dụng. Đối với điều này, một số đường viền được thực hiện, nằm cách nhau tối thiểu 0,3 m. Chúng được kết nối bằng cách sử dụng một bộ thu, cung cấp thêm chất làm mát cho máy bơm nhiệt. Điều này sẽ đảm bảo cung cấp tối đa năng lượng để sưởi ấm từ sức nóng của trái đất.

Tuy nhiên, có một số điều quan trọng cần ghi nhớ:

• Diện tích sân rộng rãi. Đối với nhà khoảng 150 m² thì tối thiểu phải là 300 m²;
• Các đường ống phải được cố định ở độ sâu dưới mức đóng băng của đất;
• Với sự di chuyển có thể có của đất trong các trận lũ mùa xuân, khả năng dịch chuyển của các đường cao tốc sẽ tăng lên.

Ưu điểm xác định của việc sưởi ấm từ sức nóng của trái đất của kiểu nằm ngang là khả năng tự sắp xếp. Trong hầu hết các trường hợp, điều này sẽ không yêu cầu sự tham gia của thiết bị đặc biệt.

Để truyền nhiệt tối đa, cần sử dụng ống dẫn nhiệt cao - ống polyme thành mỏng. Nhưng đồng thời, bạn nên xem xét các cách để cách nhiệt các đường ống sưởi trong lòng đất.

Sơ đồ dọc của hệ thống sưởi địa nhiệt

Hệ thống địa nhiệt dọc

Đây là một cách tốn nhiều thời gian hơn để tổ chức sưởi ấm một ngôi nhà riêng từ mặt đất. Các đường ống được đặt thẳng đứng, trong các giếng đặc biệt

Điều quan trọng cần biết là một sơ đồ như vậy hiệu quả hơn nhiều so với một sơ đồ dọc.

Ưu điểm chính của nó là tăng mức độ làm nóng nước ở mạch ngoài. Những thứ kia. Các đường ống nằm càng sâu, lượng nhiệt trái đất để sưởi ấm ngôi nhà sẽ vào hệ thống càng nhiều. Một yếu tố nữa là diện tích đất nhỏ. Trong một số trường hợp, việc bố trí mạch địa nhiệt bên ngoài được thực hiện ngay cả trước khi xây dựng ngôi nhà ở vùng lân cận của móng.

Những khó khăn nào có thể gặp phải trong việc thu nhận năng lượng đất để sưởi ấm một ngôi nhà theo sơ đồ này?

• Định lượng đến chất lượng. Đối với sự sắp xếp theo chiều dọc, chiều dài của các đường cao tốc cao hơn nhiều. Nó được bù đắp bởi nhiệt độ đất cao hơn. Để làm được điều này, bạn cần phải làm các giếng sâu đến 50 m, đây là một công việc tốn nhiều công sức;
• Thành phần đất. Đối với đất đá cần sử dụng máy khoan chuyên dụng. Trong đất mùn, để ngăn giếng bị sụt lở, người ta lắp một lớp vỏ bảo vệ bằng bê tông cốt thép hoặc bằng nhựa có thành dày;
• Trong trường hợp trục trặc hoặc mất độ kín, quá trình sửa chữa trở nên phức tạp hơn. Trong trường hợp này, các hỏng hóc lâu dài trong hoạt động sưởi ấm ngôi nhà đối với nhiệt năng của trái đất là có thể xảy ra.

Nhưng bất chấp chi phí ban đầu cao và sự phức tạp của việc lắp đặt, việc bố trí theo chiều dọc của các đường cao tốc là tối ưu. Các chuyên gia khuyên bạn chỉ nên sử dụng một sơ đồ cài đặt như vậy.

Để lưu thông chất làm mát ở mạch ngoài trong hệ thống thẳng đứng, cần có các máy bơm tuần hoàn mạnh.

Tin tức tương tự

12/02/2019

Các nhà khoa học của Nga và Ý đã tính toán những khu vực nào của Liên bang Nga và cho những nhu cầu nào thì việc sử dụng các bộ chuyển đổi nhiệt chạy bằng năng lượng mặt trời là thuận lợi. Hóa ra vào mùa hè, những hệ thống lắp đặt như vậy có thể làm nóng nước cho vòi hoa sen, giặt là và các nhu cầu gia dụng khác trên khắp nước Nga, ngay cả ở Oymyakon, dịch vụ báo chí của Quỹ Khoa học Nga (RSF), đơn vị hỗ trợ nghiên cứu, cho biết hôm thứ Ba.

527

08/06/2018

Các nhà khoa học từ Nga đã tạo ra chất xúc tác nano mới có khả năng phân hủy nhiều loại nhiên liệu sinh học khác nhau và chiết xuất hydro tinh khiết từ chúng. Hướng dẫn lắp ráp đã được công bố trong một bài báo đăng trên Tạp chí Quốc tế về Năng lượng Hydro.

718

29/11/2019

Một số vấn đề liên quan đến tổ hợp hóa dầu của Cộng hòa Tatarstan đã được xem xét hôm nay tại cuộc họp của Hội đồng quản trị của OAO Tatneftekhiminvest-nắm giữ. Cuộc họp diễn ra tại Hạ viện của Chính phủ Cộng hòa Tatarstan, do Tổng thống Cộng hòa Tatarstan Rustam Minnikhanov chủ trì.

131

20/02/2017

Các nhà khoa học Novosibirsk đề xuất sử dụng chất thải nước thải với sự trợ giúp của chất xúc tác. Thông thường, bùn được lưu trữ trong các bãi chôn lấp đặc biệt hoặc được đốt cùng với cát. Nó tốn kém và không thân thiện với môi trường.

1660

31/10/2016

Sau khi tìm ra cách phát triển các tinh thể muối serotonin, hormone nổi tiếng của hạnh phúc, các nhà khoa học Nga đã tìm ra cách dự đoán tốt hơn hình dạng của các tinh thể khác được phát triển từ dung dịch. Các nhà hóa học từ Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã cố gắng thực hiện một bước quan trọng để hiểu được quy luật mà các phân tử xếp thành hàng trong các tinh thể được nuôi cấy từ nhiều phương tiện khác nhau.

1676

21/07/2017

Các nhà khoa học của NSU đã giành được tài trợ từ Quỹ Khoa học Nga (RSF). Sự phát triển của các nhà khoa học sẽ giúp giải quyết các vấn đề khoa học cơ bản, cũng như cải thiện hiệu suất của máy lọc không khí gia đình và chuyên nghiệp.Chủ đề nghiên cứu của các nhà khoa học Novosibirsk là "Sự phân hủy ảnh và nhiệt của phức kim loại như một phương pháp để hình thành các hạt nano kim loại và cấu trúc lưỡng kim trên bề mặt của vật liệu quang hoạt."

1558

24/04/2018

Nhà là một cái gì đó ấm áp, ấm cúng và thoạt nhìn rất bảo thủ. Nhưng trên thực tế, việc xây dựng bắt kịp với tiến bộ công nghệ. Làm thế nào để nhà ở hợp lý hơn, rẻ hơn, thân thiện với môi trường? Chúng tôi đã tạo ra một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về các xu hướng và công nghệ của tương lai hiện đang xuất hiện.

1175

15/09/2018

Các nhà khoa học Novosibirsk đã cải tiến công nghệ khử trùng không khí. Trong tương lai, các bộ lọc được phát triển tại Akademgorodok có thể được sử dụng ngay cả trong không gian; về đặc tính, chúng tốt hơn nhiều lần so với các bộ lọc hiện có.

617

21/05/2019

Hội thảo quốc tế lần thứ 3 về "Khoa học của tương lai" và Diễn đàn toàn Nga lần thứ 4 "Khoa học của tương lai - Khoa học về trẻ" đã kết thúc tại Sochi. Chúng tôi đã yêu cầu các nhà khoa học Siberia tham gia cho chúng tôi biết họ đã trình bày những dự án gì tại các sự kiện diễn đàn và họ đến đây với mục đích gì.

457

Nội năng của Trái đất

Vì từ trường được tạo ra trong lõi bên trong của hành tinh, nên năng lượng cần thiết để duy trì nó cũng là một phần không thể thiếu trong tổng năng lượng bên trong của Trái đất. Có rất nhiều sự không chắc chắn trong việc ước tính năng lượng này. Nếu hiện tại giá trị của từ trường của lõi bên ngoài được xác định một cách tự tin, thì để tính năng lượng của từ trường trên bề mặt, giá trị của độ từ thẩm tương đối μ / μo là cần thiết và giá trị của nó có thể thay đổi từ 1 (khi đường sức từ đi ra bên ngoài địa cầu) đến 100 (đối với lõi kim loại bên trong của Trái đất). Do đó, nếu sử dụng các giá trị μ / μo khác nhau, thì năng lượng tính toán của từ trường có thể nằm trong khoảng từ 1,7 đến 170 TW. Chúng tôi sẽ lấy giá trị trung bình theo điều kiện là 86 TW. Trong trường hợp này, tổng năng lượng của Trái đất bằng tổng năng lượng của bức xạ nhiệt qua bề mặt (45 TW) và năng lượng cần thiết để duy trì từ trường (86 TW), nghĩa là 131 TW.

Gần đây, với sự tham gia của 15 trường đại học ở Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản, công trình cơ bản đã được thực hiện về phép đo thực nghiệm độ lớn của thông lượng nhiệt từ bên trong Trái đất đến khí quyển do sự phân rã của các đồng vị phóng xạ. Người ta thấy rằng sự phân rã phóng xạ của 238U và 232Th tạo ra tổng cộng 20 TW vào thông lượng nhiệt của hành tinh. Các neutrino phát ra bởi phân rã 40K nằm dưới giới hạn độ nhạy của thí nghiệm này, nhưng chúng được biết là đóng góp không quá 4 TW. Độ lớn của sự phân rã phóng xạ được xác định từ các phép đo chính xác về thông lượng geoneutrino bằng cách sử dụng Máy dò phản neutrino lỏng Kamioka (Nhật Bản) và theo dữ liệu có sẵn từ máy dò Borexino (Ý), tổng cộng là 24 TW.

Chuyên khảo cơ bản của Anderson "Lý thuyết mới về Trái đất" chỉ ra rằng chỉ xấp xỉ 10 TW năng lượng có thể đến từ các nguồn không phóng xạ, chẳng hạn như làm nguội và phân hóa lớp vỏ, nén (nén) lớp phủ, ma sát thủy triều, v.v.

Nó chỉ ra một sự khác biệt đáng kể: 34 TW được tạo ra bên trong Trái đất và 131 TW được tiêu thụ.

Sự mất cân bằng đáng kể (97 TW) làm dấy lên nghi ngờ nghiêm trọng rằng khu dự trữ chính có thể cung cấp năng lượng bổ sung cần thiết cho Trái đất. Sẽ hợp lý hơn khi cho rằng sự tồn tại của một nguồn khác cho phép hành tinh của chúng ta ngang hàng với các hành tinh khác về tỷ lệ khối lượng - độ sáng.

Biểu đồ độ sáng khối lượng cho các hành tinh.

Tấm năng lượng mặt trời

Mô-đun năng lượng mặt trời dạng khung thường được làm dưới dạng bảng điều khiển, được bao bọc trong một khung nhôm anodized. Mặt lấy sáng được bảo vệ bằng kính cường lực. Silicon đơn tinh thể được sử dụng làm bộ chuyển đổi quang học.

Một pin mặt trời (mô-đun) bao gồm một số phần của pin mặt trời chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng. Mỗi phần được bảo vệ khỏi ảnh hưởng của môi trường bởi các màng polyme và được cung cấp một chất nền cứng, giúp chống lại ứng suất cơ học. Tất cả các phần được kết nối với nhau bằng các yếu tố linh hoạt, tạo thành một bảng điều khiển có thể gấp lại để dễ vận chuyển và cất giữ.

Cơm. 4. Tấm pin mặt trời

Cơm. 5.Tấm pin mặt trời trên mái nhà

Ngoài ra còn có các thiết bị kích thước nhỏ giúp tiết kiệm năng lượng nhận được từ mạng. Ví dụ, một bộ sạc năng lượng mặt trời di động. Được thiết kế để sạc lại điện thoại di động, GPS, PDA, MP-3 và đầu đĩa CD, đài radio, điện thoại vệ tinh và các thiết bị điện tử khác với điện áp pin danh định 4,5-19 volt. Silicon vô định hình được sử dụng làm bộ chuyển đổi quang điện. Thiết bị này giải phóng những người leo núi, thợ săn, ngư dân, khách du lịch, dịch vụ cứu hộ và những người dùng khác khỏi việc sử dụng các nguồn năng lượng cố định và cồng kềnh. Nó được làm dưới dạng một bảng gấp và hoạt động giống như một nhà máy điện nhỏ, biến năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Pin mặt trời được bao phủ bằng vật liệu polyme bền và chắc chắn, dễ sử dụng và an toàn. Chúng không chứa các thành phần dễ vỡ: thủy tinh hoặc silicon kết tinh và có thể hoạt động ở nhiệt độ môi trường từ -30 đến +50 C.

Cơm. 6. Pin ngoài Xtreme 12000 mAh với pin mặt trời

Việc sử dụng năng lượng mặt trời không chỉ giới hạn trong việc sản xuất năng lượng điện. Một hệ thống dựa trên bộ thu chân không năng lượng mặt trời cho phép bạn nhận năng lượng nhiệt, cụ thể là, làm nóng nước đến nhiệt độ định trước, bằng cách hấp thụ bức xạ mặt trời, chuyển nó thành nhiệt, tích tụ và chuyển nó đến người tiêu dùng.

Hệ thống bao gồm hai yếu tố chính:

- dàn nóng - bộ thu chân không bằng năng lượng mặt trời;

- dàn lạnh - bình trao đổi nhiệt.

Cơm. 7. Bộ thu năng lượng mặt trời phẳng MFK 001 của Meibes

Bộ thu chân không năng lượng mặt trời đảm bảo thu thập bức xạ mặt trời trong mọi thời tiết, bất kể nhiệt độ bên ngoài. Hệ số hấp thụ năng lượng của các bộ thu như vậy, với độ chân không 10-5¸ 10-6, là 98%. Các tấm pin mặt trời được lắp đặt trực tiếp trên mái của các tòa nhà nhằm sử dụng hiệu quả nhất diện tích mái để thu năng lượng. Bộ thu được gắn ở bất kỳ góc nào, từ 0 đến 90 độ. Tuổi thọ của thiết bị thu gom chân không ít nhất là 15 năm.

Bể trao đổi nhiệt là một hệ thống tự động để chuyển đổi, duy trì và lưu trữ nhiệt nhận được từ năng lượng mặt trời, cũng như từ các nguồn năng lượng khác (ví dụ: lò sưởi truyền thống chạy bằng điện, khí đốt hoặc nhiên liệu diesel), giúp bảo vệ hệ thống trong trường hợp bức xạ mặt trời không đủ. Nước được làm nóng theo cách này chảy từ bộ trao đổi nhiệt của dàn lạnh đến các bộ tản nhiệt của hệ thống sưởi, và nước từ bồn chứa được sử dụng để cấp nước nóng.

Cơm. 8. Bộ trao đổi nhiệt hồ chứa

Bộ điều khiển bộ vi xử lý được thiết kế để kiểm soát nhiệt độ trong bộ thu năng lượng mặt trời và bể trao đổi nhiệt, cũng như để lựa chọn, tùy thuộc vào độ lớn của các nhiệt độ này, chế độ hoạt động tối ưu của hệ thống trong ngày. Đồng thời, bộ điều khiển điều chỉnh lưu lượng của chất làm mát qua bộ trao đổi nhiệt, xác định hướng cung cấp nhiệt (cho DHW hoặc sưởi ấm) và điều khiển hoạt động của bộ sưởi cơ sở.

Vào ban đêm, hệ thống tự động hóa cung cấp lực hút cần thiết tối thiểu của năng lượng bổ sung để duy trì nhiệt độ cài đặt bên trong phòng. Hệ thống này có quán tính thấp, thoát nhanh sang chế độ vận hành và cho phép tiết kiệm năng lượng trung bình hàng năm lên đến 50%.

Bộ chuyển đổi năng lượng hấp dẫn dưới nước

Là kết quả của việc hiện đại hóa thiết bị nâng nước nổi tiếng được gọi là "hydroram" (Hình 14), các nhà khoa học Nga đã phát minh ra một thiết bị nâng nước khác, đó là một thiết bị chuyển đổi thế năng mới của nước, trên thực tế, là một nguồn năng lượng mạnh mẽ và thân thiện với môi trường vô tận mới.

Khi được ngâm hoàn toàn trong nước đến độ sâu vừa đủ, nó biến áp suất nước tĩnh ở sâu thành một tia nước đập trong thời gian với áp suất cao hơn ở độ sâu nhất định. Nước dưới áp suất sâu sẽ tự chảy vào đầu hút nước của đầu dò, và mặt khác chảy ra khỏi đầu ra với áp suất lớn hơn. Bộ chuyển đổi này có thể được sử dụng như một máy bơm giếng sâu, một tia nước rung động và như một nguồn dòng điện, nếu tuabin thủy lực có máy phát điện được kết nối với đầu ra. Đồng thời, tính năng của nó là không yêu cầu một gam nhiên liệu thông thường hoặc bất kỳ năng lượng bổ sung nào được cung cấp cho hoạt động.

Cơm. 14. Hydroram

Bộ chuyển đổi được mô tả ở trên đều phù hợp để hoạt động trong nước ngọt và nước biển, trong nước tĩnh và chuyển động, trong hồ và bể bơi, trong các hồ chứa nhân tạo. Chỉ với một lần khởi động, nó hoạt động với các thông số không đổi, bất kể thời gian trong ngày và điều kiện khí hậu, không ngừng trong nhiều năm.

Khi sử dụng bộ chuyển đổi này kết hợp với tuabin thủy lực và máy phát điện thông thường, tức là, khi được sử dụng trong ngành sản xuất điện năng, ở độ sâu ngâm trong nước 15 mét tính từ một mét vuông của khu vực lấy nước, nó có thể đạt được công suất điện đầu ra ~ 0,75 MW và ở độ sâu 300 mét - công suất điện đầu ra ~ 30 MW. Các nghiên cứu cho thấy rằng công suất điện có thể tăng tương ứng với độ sâu của việc ngâm đầu dò trong nước. Điều này cho phép, với diện tích lỗ lấy nước đủ lớn, hoặc với việc sử dụng đồng thời nhiều hệ thống kết hợp thành một khối, để thu được hầu hết mọi công suất đầu ra cần thiết của dòng điện. Đồng thời, một nhà máy điện có công suất bất kỳ sẽ chỉ yêu cầu một hồ chứa ngầm hoặc trên mặt đất, sau khi được lấp đầy hoàn toàn bằng nước, có diện tích \ u200b \ u200bno hơn 8m² / MW và độ cao mặt nước ít nhất là 15 mét. . Do đó, một nhà máy điện vỉa mới về cơ bản có thể được tạo ra có thể thay thế bất kỳ nhà máy nhiệt điện và điện hạt nhân nào. Máy phát điện Huter DY6500L.

Cũng có thể cấu hình bộ chuyển đổi sao cho khi nước đi qua nó, nó có thể làm nóng nó mà không mất năng lượng và tạo ra điện. Cụ thể, ví dụ, một mô-đun đơn thẳng đứng có công suất 500 kW đặt ở độ sâu 20 mét với các thông số thiết kế ban đầu nhất định và không có biện pháp làm mát nước xung quanh, có thể sau 4 giờ hoạt động làm nóng nước xung quanh. bể ngầm hoặc bể ngầm tương ứng từ nhiệt độ +15 ° C đến + 75 ° C. Do đó, nó có thể được sử dụng hiệu quả để sưởi ấm không gian.

Tua bin gió

Tua bin gió là công trình được thiết kế để tạo ra điện từ luồng gió. Chúng có thể được sử dụng ở những nơi xa xôi, hẻo lánh, ở các vùng khí hậu khác nhau với điều kiện gió thuận lợi, nơi không có nguồn điện tập trung hoặc nguồn cung cấp không thường xuyên. Ví dụ, một nhà máy điện gió có thể cung cấp cho người tiêu dùng điện để cung cấp điện cho các thiết bị gia dụng, đèn chiếu sáng, thiết bị thông tin liên lạc gia dụng và đặc biệt, đường dây liên lạc truyền hình và vô tuyến, thiết bị liên lạc máy tính vệ tinh và di động, các điểm điều hướng và trạm khí tượng di động và cố định, đài phát thanh trạm, ngọn hải đăng và đèn hiệu vô tuyến, thiết bị y tế và khoa học, máy bơm nước, để đảm bảo sạc pin, v.v ... Khi không có gió, nguồn điện của người tiêu dùng và hiệu suất của họ được cung cấp bởi pin lưu trữ. Kết nối biến tần với thiết bị điều khiển cho phép bạn chuyển đổi 24 V DC sang 220 V AC.

Cơm. 9.Tua bin gió hạng A

Nhà máy điện gió là một hệ thống lắp đặt tự động, đáng tin cậy, không yêu cầu nhân viên túc trực trong quá trình vận hành và được thiết kế để cung cấp điện tự động cho người tiêu dùng cá nhân (cư dân mùa hè, người làm vườn, công nhân theo ca, thợ săn, nông dân, ngư dân, thám hiểm địa chất) , cũng như điều hướng, khí tượng, chuyển tiếp vô tuyến và các vị trí khác trong việc cung cấp điện liên tục tại hiện trường.

Cơm. 10. Sơ đồ tuabin gió

năng lượng địa nhiệt năng lượng trái đất

Các nguồn năng lượng địa nhiệt có thể có hai loại. Loại thứ nhất là các bể ngầm chứa các chất mang nhiệt tự nhiên - nước nóng (suối thủy nhiệt), hoặc hơi nước (suối nhiệt hơi nước), hoặc hỗn hợp hơi nước.

Cơm. 15. Loại nguồn năng lượng địa nhiệt đầu tiên - các bể chứa chất mang nhiệt tự nhiên dưới lòng đất

Về bản chất, loại nguồn đầu tiên trực tiếp sẵn sàng để sử dụng là "nồi hơi ngầm", từ đó nước hoặc hơi nước có thể được chiết xuất bằng cách sử dụng các lỗ khoan thông thường.

Loại thứ hai là nhiệt của đá nóng. Bằng cách bơm nước vào các chân trời như vậy, bạn có thể lấy hơi nước hoặc nước nóng ở đầu ra để sử dụng thêm cho các mục đích năng lượng. Năng lượng địa nhiệt được sử dụng để tạo ra điện, nhiệt nhà ở, nhà kính, v.v. Hơi nước khô, nước quá nhiệt hoặc bất kỳ chất làm mát nào có nhiệt độ sôi thấp (amoniac, freon, v.v.) được sử dụng làm chất làm mát.

Cơm. 16. Loại nguồn năng lượng địa nhiệt thứ hai

Thuyết trình về chủ đề SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA MẶT TRỜI TRÊN TRÁI ĐẤT. Mặt trời là nguồn sống của vạn vật trên trái đất Nguồn sống Mặt trời Mặt trời là nguồn năng lượng chính. bảng điểm

1

SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRÊN TRÁI ĐẤT

2

Mặt trời là nguồn sống của mọi thứ trên trái đất là nguồn sống Mặt trời là nguồn năng lượng chính trên trái đất và là nguyên nhân sâu xa tạo ra hầu hết các nguồn năng lượng khác của hành tinh chúng ta như trữ lượng than đá, dầu mỏ. , khí, năng lượng gió và nước rơi, năng lượng điện, v.v. d. Năng lượng của Mặt trời, chủ yếu được giải phóng dưới dạng năng lượng bức xạ, lớn đến mức khó có thể tưởng tượng được.

3

Ở New York, ngay cả những người thu gom rác cũng sử dụng năng lượng mặt trời. Tại hai quận, các thùng chứa rác thông minh bằng năng lượng mặt trời - BigBelly - đã hoạt động được một năm rưỡi. Sử dụng năng lượng ánh sáng, được chuyển đổi thành điện năng bởi các tế bào quang điện silicon, chúng thu gọn các vật dụng bên trong.

4

Có rất nhiều nguồn năng lượng trên Trái đất, nhưng xét theo mức độ tăng nhanh chóng của giá năng lượng thì chúng vẫn là chưa đủ. Nhiều chuyên gia cho rằng đến năm 2020, lượng nhiên liệu sẽ cần gấp 3 lần rưỡi.

5

Công nghệ mới nhất để lắng màng oxit kim loại trên nền thủy tinh có thể tạo ra các mô-đun năng lượng mặt trời màng mỏng lớn. Ở Mỹ, chỉ có một dự án - xây dựng nhà máy điện mặt trời trên sa mạc Negev (Israel) - đã được phân bổ 100 triệu USD.

6

Một khu vực thử nghiệm "Thành phố Mặt trời" đã được tạo ra gần thị trấn Herhyugovard của Hà Lan. Những mái nhà ở đây được lợp bằng các tấm pin mặt trời. Ngôi nhà trong hình tạo ra tới 25 kW. Tổng công suất của "Thành phố Mặt trời" được lên kế hoạch nâng lên 5 MW. Những ngôi nhà như vậy trở nên tự trị khỏi hệ thống.

7

Mặt trời cũng có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng cho các phương tiện giao thông. Tại Australia, từ 19 năm nay, cuộc đua xe điện năng lượng mặt trời thường niên được tổ chức trên đường đua giữa hai thành phố Darwin và Adelaide (3000 km). Năm 1990, Sanyo đã chế tạo một chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời.

8

Dưới mái nhà năng lượng mặt trời của THẾ GIỚI (trạm năng lượng và "nhà năng lượng mặt trời") Một chùm vi sóng hội tụ có thể truyền năng lượng thu được từ các tấm pin mặt trời đến Trái đất hoặc nó có thể cung cấp cho tàu vũ trụ. Không giống như ánh sáng mặt trời, chùm tia vi ba này sẽ mất không quá 2% năng lượng trong quá trình "phá vỡ" bầu khí quyển. Gần đây, ý tưởng này đã được hồi sinh bởi David Criswell.

9

Dưới mái nhà năng lượng mặt trời của MIR (nhà máy điện và "nhà năng lượng mặt trời") NSTTF Mỹ lắp đặt năng lượng mặt trời để thử nghiệm nhiệt và thí nghiệm trong lĩnh vực năng lượng.Một trong những cách cũ để thu thập năng lượng mặt trời là SES, được phát minh bởi Bernard Dubos. Ông đề xuất xây dựng những tán thủy tinh rộng lớn với một ống khói cao trên sa mạc.

10

Dưới Mái nhà năng lượng mặt trời của THẾ GIỚI (Nhà máy điện và Ngôi nhà Mặt trời), Hiệp hội TransOption, một hiệp hội của các công ty vận tải công cộng và tư nhân ở New Jersey, tổ chức một cuộc đua xe mô hình chạy bằng năng lượng mặt trời hàng năm cho các đội trường.

Năng lượng của đại dương thế giới

Năng lượng của Đại dương thế giới được biểu thị bằng năng lượng của sóng, sóng, thủy triều, sự chênh lệch nhiệt độ nước của bề mặt và các lớp sâu của đại dương, các dòng chảy, v.v.

Sóng thủy triều mang một tiềm năng năng lượng khổng lồ - 3 tỷ kW. Sự quan tâm của các chuyên gia về dao động thủy triều ở mực nước biển gần bờ biển của các lục địa đang ngày càng gia tăng. Năng lượng thủy triều đã được con người sử dụng trong nhiều thế kỷ để cung cấp năng lượng cho các nhà máy và xưởng cưa. Nhưng với sự ra đời của động cơ hơi nước, nó đã bị lãng quên cho đến giữa những năm 60, khi PES đầu tiên được ra mắt ở Pháp và Liên Xô. Năng lượng thủy triều là không đổi. Do đó, lượng điện được tạo ra tại các nhà máy điện thủy triều (TPP) luôn có thể được biết trước, không giống như các nhà máy thủy điện thông thường, nơi lượng năng lượng nhận được phụ thuộc vào chế độ của sông, không chỉ liên quan đến đặc điểm khí hậu của lãnh thổ mà nó chảy qua, mà còn với các điều kiện thời tiết.

Cơm. 17. Mô hình thiết bị xử lý thủy triều thành điện năng

Người ta tin rằng Đại Tây Dương có trữ lượng lớn nhất về năng lượng thủy triều. Ngoài ra còn có trữ lượng lớn năng lượng thủy triều ở các đại dương Thái Bình Dương và Bắc Cực. Khi xây dựng PES, cần đánh giá toàn diện tác động môi trường của chúng đối với môi trường, vì nó là khá lớn. Tại các khu vực xây dựng các CTPT lớn, độ cao của thủy triều thay đổi đáng kể, cân bằng nước vùng nước của trạm bị xáo trộn, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến nghề cá, nuôi hàu, vẹm, v.v.

Các nguồn năng lượng của Đại dương Thế giới cũng bao gồm năng lượng của sóng và độ dốc nhiệt độ. Năng lượng của sóng gió ước tính tổng cộng là 2,7 tỷ kW mỗi năm.

Phản ứng tổng hợp bán hạt nhân

Áp suất trong lõi bên trong Trái đất đạt khoảng 3,6 * 10 ^ 6 bar. Ở những nơi có sóng dọc của trận động đất trong khu vực địa phương, áp suất tăng lên đến 10 ^ 8 bar, ở nhiệt độ theo bậc 6000 K, đạt đến mức có thể đào hầm và xảy ra phản ứng nhiệt hạch, như được minh họa trong tác phẩm của Zel'dovich và Wang Hong-chang.

Ở những nơi xảy ra các tụ điểm cục bộ của phản ứng nhiệt hạch, nhiệt độ sẽ tăng mạnh. Trong trường hợp này, sự phân hủy hyđrua xảy ra, sự chuyển hydro từ dạng ion hydrua thành khí proton và do đó, giải phóng một lượng lớn hydro. Trong trường hợp này, thể tích của chất tăng lên đáng kể mà không thay đổi khối lượng (trong một cm khối của hiđro sắt có 550 cm khối của hiđro). Do đó, dẫn đến sự gia tăng thể tích của chất trong lõi hành tinh, với một sự thay đổi nhỏ về khối lượng. Nói cách khác, hydrua của lõi bên trong phân hủy thành kim loại của lõi bên ngoài và hydro, điều này cũng dẫn đến sự gia tăng thể tích của Trái đất. Cần lưu ý rằng phản ứng dây chuyền nhiệt hạch không thể xảy ra, bởi vì. nhiệt lượng thừa thoát ra cùng với hiđro làm mát vào các hình cầu bên ngoài (chất lỏng sâu), và nhiệt độ giảm xuống.

Lõi bên trong của Trái đất, như nó vốn có, "sôi" rất chậm giống như hắc ín, tức là khi các sóng đàn hồi được thêm vào, các phản ứng tổng hợp cục bộ xảy ra lẻ tẻ ở những vị trí khác nhau của lõi bên trong. Hãy gọi quá trình này là "bán nhiệt hạch".

Sự cân bằng năng lượng của sự phân hủy các hyđrua trong lõi có thể được biểu diễn như sau:

∂QT + m = p ∂V + ∂QH, trong đó m là thế hóa học của hiđro trong hiđrua, ∂QТ là nhiệt hạt nhân của các phản ứng tổng hợp hiđro lẻ tẻ trong vùng phân hủy hạt nhân p, ∂QH là nhiệt mang đi từ vùng phân hủy bởi khí proton (hạt nhân hydro) làm chất làm mát, do đó nhiệt độ trên bề mặt của lõi rắn phải cao hơn bên trong.